【案例】宜兴城市污水资源概念厂

为促进行业交流进步，便于行业同侪互学互促，推动中国环境产业转型升级。E20环境产业圈层特推出《水务行业优秀案例汇编》，汇集了近200例案例，涉及村镇污水治理、工业废水治理、工业园区废水治理、水环境治理、市政污水管网、再生水回用、污泥处理处置等领域。

项目名称：宜兴城市污水资源概念厂

推荐单位：中持水务股份有限公司

参与环节：投资建设运营

项目所在地：江苏省无锡市宜兴市高塍镇

项目概况

宜兴城市污水资源概念厂于2021年10月18日举行竣工仪式，是首座落地实践的概念厂，采用“三位一体”的形式建设，即由2万吨/日的水质净化中心、100吨/日的有机质协同处理中心和生产型研发中心三部分组成，资产及运营模式独立核算。其中，污水处理部分做到了极限脱氮除磷（TN＜3 mg/L、TP＜0.1 mg/L），且其性价比明显优于现行的国内污水厂；有机质协同处理中心可处理污泥、蓝藻、餐厨垃圾和秸秆等，以产生能源和肥料；生产型研发中心由2条千吨线、3条百吨线组成，实时展示验证全球最先进的污水处理技术。

示范意义

依托于新进的理念、先进的技术设备，宜兴概念厂积极传播绿色低碳理念，打造属于宜兴概念厂的特色课程。宜兴城市污水资源概念厂作为新型环境基础设施，基础设施完善，接待能力优良，致力于成为国内环保产业最具特色的科教窗口，承担着加强绿色低碳教育的时代责任,引导人们科学地走健康生存与可持续发展道路。

建设伊始，建设方就考虑要充分利用这一污水处理概念厂将“污水是资源，污水厂是资源工厂”这一理念传播出去，宜兴概念厂定位为集理念传播、水质与工艺示范、技术研发为一体，面向未来的新型基础设施，使其不仅成为中国污水资源概念厂事业及宜兴环保产业升级转型的展示窗口，更是生产、生活、生态有机融合传播生态文明理念的新型空间。为此，因此不仅在建筑设计中注重建筑空间美感和人文景观的融入，还专门设置了展示、互动、体验的区域（云爱花园、尾水湿地、先驱屋、螺旋楼梯及廊桥、生产型研发中心展厅、池子咖啡等），使污水厂变成了一个民众休闲的场所，从不愿与污水厂“做邻居”变为喜欢经常到污水厂“做客”，成为绿色低碳理念宣传的展示窗口。

项目亮点介绍

（1）实施效果

自2021年10月正式运行后，成功处理城市生活污水逾500万吨，蓝藻处置量逾5000吨，污泥处置量逾2700吨，积极开展“水-肥-气”综合利用，目前已实现了厂区内总能源65%~85%的自给率，水质净化中心更是实现了100%能量自给。

（2）社会效益

使整个社会以全方位的体验感受“污水是资源，污水厂是资源工厂”的理念，重新诠释污水厂和城市的关系，并成为新型环境基础设施的典范，在推动绿色循环和资源效率提高上发挥重大作用。

（3）生态效益

在减碳节能的道路上笃行探索，深挖资源、技术、经济、服务等维度的创新潜能，稳定解决外源物料的收储问题，持续针对地区特性调适进料方案，动态优化装备设施的产出成效，以最终实现更高层级的能源自给目标，全面融入城市“三生”命脉、助力城市可持续协调发展。

项目技术工艺/装备简介

（1）技术工艺/装备名称

极致沉砂池：初沉发酵池：多模式运行的二级生化处理系统：高效加载澄清：硫自养反硝化滤池；干式厌氧发酵+超深度好氧堆肥；紫外催化高级氧化(UV/AOP)新污染物高效去除的技术集成。

（2）工艺/装备原理

预处理单元|采用模块砂分离高效沉砂系统实现极致除砂效果

本项目采用高效平流沉砂池，相对于传统的曝气沉砂池，去除的砂粒粒径更小，能够实现污水中 0.075mm 以上细砂 95%的分离效率，并通过超细砂洗砂器实现超细砂中有机物的彻底分离，有机物返回污水处理系统，脱水出砂含水率低至20%。

初沉发酵单元|采用初沉+水解系统实现碳源的有效回收

初沉污泥经过水解发酵，脱水滤液及水解池的上清液中富含VFA，回流进入生物池的厌氧区，可有效改善厌氧释磷的效果，提高生物除磷效果。采用初沉+水解系统实现碳源的有效回收；生化池进水VSS／SS提高，优质碳源比例提高，VFA浓度可提高20％～150％；提高活性污泥活性、反硝化速率、除磷脱氮效果和运行稳定性；开发污水内部碳源，生化池进水中VFA浓度可提高20％～150％；生化池进水中VSS／SS比值可提高15％～50％，改善后续生物系统活性污泥构成；提高工艺流程的操作灵活性，可作为进水水质调节单元，预设加药点，以应对重大水质变化。

多模式生化处理单元|采用多种运行模式的切换实现水厂低碳源运行目标

改良四段多级A/O、五段Bardenpho工艺能够相互切换，相同的生物池体设计，通过调整搅拌器和曝气头的启停，调整进水方式，调整内回流泵的启停，可将生物池从改良四段AO的运行模式调整为五段Bardenpho工艺运行。同时，在五段 Bardenpho 工艺的基础上，可在第一好氧池增加了固定填料，营造局部的缺氧微环境，再通过进一步控制池中溶解氧的情况，打造好氧和缺氧共存的环境，为同步/短程硝化反硝化的发生，创造有利条件在同步/短程硝化反硝化工艺的基础上，在第一缺氧区增加固定填料，并且通过管道和阀门的切换，使曝气沉砂池的出水先进入生物池的前端，之后进入初沉池，即作为活性污泥AB法的A段运行，先将大多数有机物吸附去除，之后的水再进入生物池进一步反应。

深度处理单元|采用ClaWon®一体化多效澄清系统及SADeN®活性自持深度脱氮系统实现深度脱氮除磷

SADeN®活性自持深度脱氮技术是一种采用硫基复合滤料的新型生物滤池技术，主要用于总氮的极限去除，同时也可降低总磷及悬浮物，适用于多种工业废水和市政污水。

干式厌氧发酵+超深度好氧堆肥

以自主研发的Danas高干厌氧反应器为核心，辅以实现污泥、畜禽粪污、秸秆、蓝藻等有机废物的协同处置，实现能源自给和资源回收的目标，达到国际领先水平。沼渣经过堆肥后形成营养土，用于园林绿化或土壤改良。

高级氧化单元|采用UV/ H2O2/O3 耦合联用高级氧化技术实现健康水质需求

本项目采用高级氧化技术，同时具备脱色、去除 COD 和降解 ECs 的作用，预期对 ECs 的去除率可达到 80%以上，需要进一步提 升去除效果时，可以采用高级氧化+深床滤池的运行模式，探索组合工艺的去除效能，为我国今年水厂提标改造提供技术支持。

（3）工艺/装备特点

高效极限脱氮除磷技术（LOT）

宜兴概念厂设计出水目标TP：0.1mg/L；TN：3 mg/L，均优于太湖流域一、二级保护区排放限值（DB32/1072-2018）。

为保障“水质永续”目标的实现，宜兴概念厂通过一系列核心技术集成应用，开发出高效极限脱氮除磷技术（LOT）：

极致沉砂池：先进的砂砾去除工艺减少后续生化反应器容积和污泥产量，提高细砂去除率（对75微米以上砂粒达到95%的去除率），降低核心生化反应中无效能耗；

初沉发酵池：初沉发酵回收碳源，生化池进水VSS／SS提高，优质碳源比例提高，VFA浓度可提高20％～150％，降低脱氮工艺对外部碳源的依赖；

多模式运行的二级生化处理系统：完全相同生物池池体设计通过阀门和管道的切换、曝气管和搅拌器的启停，可以实现改良四段AO工艺和五段Bardenpho工艺灵活切换，并保留未来通过简单改造实现同步硝化反硝化工艺和短程硝化/反硝化耦合主流厌氧氨氧化工艺的可能性；

高效加载澄清：在加砂澄清工艺包的基础上进一步开发功能性载体材料，在减少药剂投加量的同时实现极限除磷的目标；

硫自养反硝化滤池：通过自养型微生物作用，在无需投加碳源的条件下实现硝态氮的去除。

形成以高干厌氧为核心的能量自给集成技术体系

概念厂采用 “干式厌氧发酵+超深度好氧堆肥”的工艺技术路线，可以完成污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化，最终的产物是营养土，可以农用、林用等，解决了传统污水厂污泥处置的难题，变废为宝，充分利用污泥中营养，回归自然。

高干厌氧反应器：

是全球最大单体的单轴直通卧式高干厌氧反应器(体积达2800 m³，国外同类产品最大2250 m³)；

容积负荷达到：4-5kg·VS/（m³·d）比传统湿式厌氧效率提升90%以上；

紫外催化高级氧化(UV/AOP)新污染物高效去除的技术集成

臭氧-UV-双氧水联用技术实现痕量新污染物高效去除，较单独臭氧去除痕量污染技术，紫外及双氧水的耦合应用能有效提高臭氧的传质效率。

通过前期小试和现场中试验证，开发出UV/ AOP耦合联用高级氧化技术，实现对红霉素、罗红霉素、磺胺甲恶唑、双氯芬酸、布洛芬、水杨酸等ECs的深度去除，去除率可达到80%以上。该项集成技术成果已经应用在宜兴概念厂。

（4）应用工业领域

污水资源化——以国家政策为导向，以污水资源化为目标，新建一批新概念污水处理厂，提升城市再生水利用率。

高品质安全水质——在紫外-过氧化氢、紫外-芬顿、紫外-过氧化氢-臭氧、紫外-过硫酸盐、紫外-氯、紫外-二氧化钛等紫外联用高级氧化技术大量研究的基础上，研究集成了高效O3/UV/H2O2紫外光催化高级氧化技术及成套装备，实现对EDCs以及PPCP等痕量新兴污染物的氧化阻断。UV/AOP耦合联用高级氧化技术，实现对红霉素、罗红霉素、磺胺甲恶唑、双氯芬酸、布洛芬、水杨酸等ECs的深度去除，去除率可达到80%以上。

有机质协同处置——以高干厌氧为核心的能量高效回收与资源深度转化集成技术与装备，综合解决区域内有机废弃物的污染问题，生产生物天然气和有机肥等资源化产品。

低碳化改造——通过有机质协同，加上风能、光伏、热泵等新能源技术组合，大幅度减少污水处理厂的碳排放；

（5）工艺/装备流程图

（6）项目部分案列照片

编辑：黄延丽